摘 要：在對物聯(lián)網(wǎng)的基本概念進行論述的基礎上，詳細的探討了構成物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術。以構建完善的鐵路貨物追蹤系統(tǒng)為目標，基于物聯(lián)網(wǎng)技術，分別從車載移動設備設計與安裝、追蹤系統(tǒng)軟件三個方面探討了構建鐵路貨物追蹤系統(tǒng)的相關技術，形成了相對完善的貨物追蹤技術架構。

關鍵詞：物聯(lián)網(wǎng)；貨物追蹤；鐵路運輸

鐵路運輸一直是我國貨物運輸?shù)闹饕α?，尤其是大宗貨物，鐵路運輸幾乎是唯一的陸地運輸方式。但是，當前鐵路物流信息化程度較低，不能完全滿足社會各界對于鐵路物流信息及追蹤的需要。為了提高鐵路運輸?shù)氖袌龈偁幠芰?，提高鐵路貨物運輸?shù)闹悄芑潭?，構建貨物追蹤系統(tǒng)尤為必要。目前，各地基于物聯(lián)網(wǎng)技術提出了諸多新型概念，包括“智能物流”、“智能鐵路”和“感知鐵路”。但是，大多數(shù)的研究都停留在物聯(lián)網(wǎng)終端網(wǎng)絡應用層方面的開發(fā)和研究，沒有重視整體系統(tǒng)體系的構建，不利于形成標準、統(tǒng)一的鐵路運輸物聯(lián)網(wǎng)體系。因此，基于物聯(lián)網(wǎng)關鍵技術，結合鐵路貨物運輸以及貨物追蹤定位的現(xiàn)實需求，探討貨物追蹤系統(tǒng)的構建技術體系，對提高鐵路貨物運輸?shù)闹悄芑托畔⒒葹橹匾?/p>

一、物聯(lián)網(wǎng)的基本概念

物聯(lián)網(wǎng)將將任意物品直接與互聯(lián)網(wǎng)相連，實現(xiàn)對物品物理位置的識別、貨物類型的智能鑒別、跟蹤、監(jiān)控以及物流管理的網(wǎng)絡體系。在整個網(wǎng)絡當中，根據(jù)約定的協(xié)議，利用紅外感應設備、定位系統(tǒng)和激光掃描設備等信息感知設備完成信息傳遞、通訊等工作。從本質(zhì)上看，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎依然是互聯(lián)網(wǎng)，但是其通過終端的感知設備實現(xiàn)了物品之間的信息交換，有效的擴展了互聯(lián)網(wǎng)的核心地位。

二、物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術

物聯(lián)網(wǎng)通過設置的感應設備對接入網(wǎng)絡的物體屬性進行掃描、信息讀取，然后將得到的信息轉換成為可以通過網(wǎng)絡進行傳輸?shù)幕緮?shù)據(jù)類型。最后，通過互聯(lián)網(wǎng)將信息傳送給中央處理系統(tǒng)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的分析、傳遞、處理等。其中，IPv6、RFID、云計算和傳感技術是物聯(lián)網(wǎng)的核心技術構成。

（一） IPV6

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，IPv4地址已經(jīng)告罄，IPv6必將逐步取代IPv4。與IPv4（32位數(shù)據(jù)地址）相比，IPv6能夠提供128位長度的地址，能夠實現(xiàn)對地球上任意物體賦予單獨、唯一的IP地址。而要想在物聯(lián)網(wǎng)中構建任何物體之間的相互連接，就必須將IP地址分配給每一個物體，而IPv6正好能夠滿足該需要。因此，在構建物聯(lián)網(wǎng)的過程中，IPv6技術是基礎的技術條件。

（二） RFID

RFID即射頻識別技術，通過射頻讀取的方式識別目標物體的無線射頻信號，獲得物體的標記信息。由于射頻識別設備的體積一般較小，便于附著在需要識別的物體上，能夠通過非接觸的方式快速讀取存儲的相關信息。同時，其具有覆蓋范圍廣的優(yōu)點，當前大多數(shù)正在開發(fā)和應用的識別技術多采用RFID。

（三）云計算技術

所謂云計算技術，即為以實現(xiàn)海量信息處理而開發(fā)的一整套信息處理運算模型，能夠利用互聯(lián)網(wǎng)提供動態(tài)、易擴展、虛擬化的計算資源，是物聯(lián)網(wǎng)技術發(fā)展的支撐體系，也是物聯(lián)網(wǎng)得以構建的核心基礎。云計算的數(shù)據(jù)管理能力和存儲能力強大，而這恰好能夠為物聯(lián)網(wǎng)需要隨時隨地采集物體詳細信息提供足夠的計算能力和存儲空間，為物聯(lián)網(wǎng)的構建提供了充分的有力的計算能力保證。

（四）傳感技術

信息技術的三個核心基礎分別是傳感技術、通信技術以及計算機技術。其中，傳感技術包括傳感器的設計開發(fā)、信息處理與識別以及后期的制造、測試和應用等工作。通過傳感器能夠將物體的現(xiàn)實行為，包括熱、聲、光、位移、力等物理信號轉變成為計算機信號，實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對物體物理屬性的感知。

三、基于物聯(lián)網(wǎng)技術的鐵路貨物追蹤系統(tǒng)的構建

（一） 鐵路車輛移動設備設計

基于智能嵌入技術，將選擇的ARM S3C2440芯片作為嵌入式主機，使用Linux操作系統(tǒng)進行架構。同時，根據(jù)不同的擴展領域，還需要選擇其他的芯片集成在一起，形成一個外圍電路。例如，需要設置USB 接口、網(wǎng)絡接口端、RS232接口、LCD控制器以及鍵盤接口等，這些都需要選擇對應的芯片。在設計的過程中，盡量根據(jù)系統(tǒng)的實際需要，盡量選擇片內(nèi)外圍電路實現(xiàn)相關的功能，從而對外圍接口的相關資源進行充分的利用。另外，在設計的過程中應盡量將接口電路與核心電路進行分離設計，確保系統(tǒng)CPU能夠穩(wěn)定運行，避免因為外圍器的干擾，提高整個系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

（二）鐵路車載設備的設置

鐵路車載設備是實現(xiàn)鐵路貨物運輸追蹤、定位的基礎單元，需要合理的設置才能保證其基本功能得以實現(xiàn)。車載移動設備包括一臺ARM主機（包含3G/GPS功能模塊）、RFID掃描設備、4個天線，具體設置如圖1所示。其中，為了實現(xiàn)對運輸過程中的每一件貨物都進行精確的掃描，避免出現(xiàn)標簽漏掃和信號干擾等問題，特意設置了4個天線，實現(xiàn)全方位、無死角信息讀取。同時，在貨運車輛的車門位置設置了紅外檢測裝置，當車門開啟之后，將自動激發(fā)車門位置設置的固定天線，能夠對所有進出車門的貨物進行掃描，從而實現(xiàn)貨物的上下車校驗；而當車門關閉之后，紅外線檢測裝置關閉，內(nèi)部的三個天線啟動，實現(xiàn)對車廂內(nèi)貨物的掃描，完成對整個運輸過程的監(jiān)控。

圖1鐵路車載設備的設置示意圖

（三） 鐵路貨物位置追蹤軟件設計

鐵路貨物的追蹤定位不但要考慮到如何通過物聯(lián)網(wǎng)的中間層實現(xiàn)對運輸貨物的監(jiān)控和管理，還應該將既有的業(yè)務管理系統(tǒng)（例如ERP系統(tǒng)）集成起來，從而獲得對應客戶訂單以及貨物屬性等相關信息。同時，為了保證設計的系統(tǒng)具有必要的擴展性，還應該為后續(xù)的開發(fā)和升級設置對應的接口。本文在設計追蹤軟件的過程中，使用SOA架構完成對上層物流監(jiān)管軟件和物聯(lián)網(wǎng)中間層和現(xiàn)有系統(tǒng)的集成。在整個系統(tǒng)中，物聯(lián)網(wǎng)的中間設備被封裝在Web Services組件當中，而上層的應用軟件通過利用統(tǒng)一的服務接口實現(xiàn)與中間層的數(shù)據(jù)交換，確保了整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性，設計的鐵路貨物位置追蹤軟件總體架構包括五個基本層次：① 網(wǎng)絡應用層，實現(xiàn)貨物的調(diào)度和貨物信息的管理等實際應用；② 中間層，主要通過設置企業(yè)服務總線，為地圖服務、ERP系統(tǒng)集成以及物聯(lián)網(wǎng)中間件等提供接口；③ 網(wǎng)絡層，主要提供基于Web/3G的網(wǎng)絡信息傳遞服務；④ 設備層，包括RFID掃描設備和GPS模塊等，實現(xiàn)信息的獲取；⑤ 數(shù)據(jù)交換層，為整個系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)庫服務。

鐵路貨物追蹤系統(tǒng)的構建是一個系統(tǒng)而復雜的工程，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展和成熟，物流技術和物流管理技術等在不斷發(fā)展，需要對整個系統(tǒng)進行實時的更新，在此基礎上方能確保追蹤系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng)整體發(fā)展協(xié)同發(fā)展，最終實現(xiàn)“智能鐵路”、“智能物流”的發(fā)展規(guī)劃目的。

參考文獻：

[1] 張文斌. 基于物聯(lián)網(wǎng)技術的貨物追蹤及信息反饋系統(tǒng)設計[J]. 城市建設理論研究（電子版）， 2013（35）.

[2] 魏春梅，胡錦帆，唐晟林. 基于移動物聯(lián)網(wǎng)技術的物流追蹤與監(jiān)管系統(tǒng)[J]. 物流技術， 2015，34（6）.

[3] 李淑玉，樓樹美. 基于大型物聯(lián)網(wǎng)的物流貨物追蹤定位系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J]. 物流技術， 2013，32（11）.

[4] 劉煒. 大型貨物運輸物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)途徑[J]. 交通科技與經(jīng)濟， 2014，16（5）.

[5] 劉學江. 鐵路物流物聯(lián)網(wǎng)體系架構研究[D]. 西南交通大學， 2012.